手环的测心率的工作原理是什么？

手环的测心率的工作原理是什么？

一、心动电流测量法

心率带是目前为止市面上测量心率较精准的可穿戴设备，其模拟医院里的心电仪，原理便是心动电流测量。窦房结通过神经信号有规律的控制心脏的搏动，将血液泵向躯干，而这规律性的神经信号表现为有节奏的电信号，在扩散到体表后可以被电极类仪器监测记录，即：心电信号。利用心脏搏动产生的电流监控心率的优点是测量准确，可在运动中被持续精准监测，但是由于心电信号的波长较长，通常要求测量仪器的两片电极分处于躯干空间上相隔较远的两个位置，比如胸上较远的两点、左右手等，因此对使用者的自由运动阻碍较大，难以做到小型化、穿戴便捷化。
二、血氧法
心脏在收缩时，将血液挤入毛细血管，使其容积增加；心脏舒张时，毛细血管的容积减小，同时，血管中存在的氧合血红蛋白和去氧血红蛋白可以分别吸收较多（反射较少）的可见红光、吸收较多（反射较少）的红外光，因此，心脏搏动引起的毛细血管的容积改变，必然会影响透射过血管组织的光量。利用血氧法测量心率不受躯干空间限制，但是对监测组织的透光性要求较高，因此多用于指尖、耳垂等部位。例如三星S6手机配备的光电心率传感器，便是通过监测指尖的动脉血管透射光信号以获取心率信号。
三、光电体积法
心脏搏动引起的毛细血管和动脉静脉容积呈规律性改变，对可见光的反射呈波动性，而这波动的频率可记录为心率信号。光电体积法是由特定绿色波长的发光LED和一个波长与之对应的光敏传感器组成，光敏传感器接受手臂皮肤的反射光并感测到光场强度的变化，换算为心率。该方法中的传感器受外界影响较小，穿戴限制低，测量准确，因此在商业中也最受欢迎。例如市面上常见的智能手环、运动手表等手腕支撑设备均是利用此方法研制的。

小米手环是通过光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography，简称ppg）来监测心率的。原理采用的是光电透射测量法，原理上来说就是手环与皮肤接触的传感器会发出一束光打在皮肤上，测量反射/透射的光。因为血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该波长都会被大量吸收，血液是红色的，反射红光，吸收绿光，以此就可以确定心跳。。小米手环结合绿色led光跟感光光电二极管，检测特定时间手腕处流通的血液量，从而获取心率信息。 有些因素会影响心率的测试结果准确性，不标准的佩戴方式会影响心率信号的测量，比如不完全贴合导致的漏光、手臂的摆动以及手环在皮肤上的轻微移动等，手环佩戴得过紧、手臂抬高和握拳等会影响血液循环，同样可能影响到心率信号。正确的测量方式将手臂平放，放松并保持静止，同时保证手环贴紧手臂。 注意：佩戴正确情况下，皮肤颜色、毛发、纹身以及伤疤等个体差异也可能会影响到心率信号。如果心率测试失败，测量心率时就要注意保持人处于静止状态，并将手环底部贴紧手臂不留明显缝隙，测量期间不要晃动手臂。

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